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高频电子线路重点知识总结

时间:2020-10-23 03:41来源:未知 作者:admin 点击:

  高频电子线路重点知识总结_工学_高等教育_教育专区。1、 什么线性电子线路。 利用电子器件的非线性来完成振荡, 频率变换等功能。 完成这些功能的电路统称为非线、 简述非线性器件的基本特点。 非线性器件有多种含义不同的参数, 而且这

  1、 什么线性电子线路。 利用电子器件的非线性来完成振荡, 频率变换等功能。 完成这些功能的电路统称为非线、 简述非线性器件的基本特点。 非线性器件有多种含义不同的参数, 而且这些参数都是随激励量的大小而变化的, 以非线性 电阻器件为例,常用的有直流电导、交流电导、平均电导三种参数。 分析非线性器件的响应特性时,必须注明它的控制变量,控制变量不同,描写非线性器件特 性的函数也不同。例如,晶体二极管,当控制变量为电压时,流过晶体二极管的电流对电压 的关系是指数律的; 而当控制变量为电流时, 在晶体二极管两端产生的电压对电流的关系则 是对数律的。 分析非线性器件对输入信号的响应时,不能采用线性器件中行之有效的叠加原理。 3、简述功率放大器的性能要求。 功率放大器的性能要求是安全、高效率和不失真(确切地说,失真在允许范围内)地输出所 需信号功率(小到零点几瓦,大到几十千瓦) 。 4、简述乙类推挽电路中的交叉失真现象以及如何防止交叉失真。 在乙类推挽电路中,考虑到晶体管发射结导通电压的影响,在零偏置的情况下,输出合成电 压波型将在衔接处出现严重失真,这种失真叫交叉失真。为了克服这种失真,必须在输入端 为两管加合适的正偏电压,使它们工作在甲乙类状态。常见的偏置电路有二极管偏置、倍增 偏置。 5、简述谐振功率放大器的准静态分析法。 准静态分析法的二个假设: 假设一:谐振回路具有理想的滤波特性,其上只能产生基波电压(在倍频器中,只能产生特 定次数的谐波电压) ,而其它分量的电压均可忽略。vBE =VBB + Vbm cosω t vCE =VCC - Vcm cosω t 假设二:功率管的特性用输入和输出静态特性曲线表示,其高频效应可忽略。 谐振功率放大器的动态线 在上述两个假设下,分析谐振功率放大器性能时,可先设定 VBB 、Vbm 、VCC 、Vcm 四个电量的数 值,并将ω t 按等间隔给定不同的数值,则 vBE 和 vCE 便是确定的数值, 而后,根据不同间 隔上的 vBE 和 vCE 值在以 vBE 为参变量的输出特性曲线上找到对应的动态点和由此确定的 iC 值。 其中动态点的连线称为谐振功率放大器的动态线,由此画出的 iC 波形便是需要求得的集电 极电流脉冲波形及其数值。` 6、简述谐振功率放大器的三种工作状态。 若将ω t=0 动态点称为 A , 通常将动态点 A 处于放大区的称为欠压状态, 处于饱和区的称为 过压状态,处于放大区和饱和区之间的临界点称为临界状态。在欠压状态下,iC 为接近余弦 变化的脉冲波,脉冲高度随 Vcm 增大而略有减小。在过压状态下,iC 为中间凹陷的脉冲波, 随着 Vcm 增大,脉冲波的凹陷加深,高度减小。 7、简述谐振功率放大器中的滤波匹配网络的主要要求。 将外接负载变换为放大管所要求的负载。以放大器高效率地输出所需功率。 充分滤除不需要的高次谐波分量,以外接负载上输出所需基波功率(在倍频器中为所需 的倍频功率) 。工程上,用谐波度来表示这种滤波性能的好坏。若设 IL1m 和 ILnm 分别为通过 外接负载电流中基波和 n 次谐分量的振幅,相应的基波和 n 次谐波功率分别为 PL 和 PLn,则对 n 次谐波的制度定义为 Hn =10lg(PLn /PL )=20lg(ILnm /IL1m )。显然,Hn 越小,滤波匹配网络对 n 次谐波的能力就越强。通常都采用对二次的谐波制度 H2 表示网络的滤波能力。 将功率管给出的信号功率 Po 高效率地传送到外接负载上, 即要求网络的传输效率η K =PL /PO 尽可 能接近 1。 在实际滤波匹配网络中,谐波度和传输效率的要求往往是矛盾的,提高谐波度,就会 传输效率,反之亦然。 8、简述高频功率放大器设计步骤。 采用大信号输入和输出设计高频功率放大器时, 首先根据工作频率和输出功率等要求选 择合适的高频功率管, 并由器件手册或通过实测找到功率管的大信号输入和输出, 而后, 根据谐波度, 回路传输效率和元件数值可实现性等要求选择滤波匹配网络, 并由转 换的要求确定网络的各元件值,最后,选定馈电电路,安装高频功率放大器,并进行反复调 试,直到达到设计的要求。 当单级放大器不能满足设计要求时,还必须根据输出功率、输入功率、效率等要求确定所需 级数,分配各级增益,而后再对各级放大器进行设计。 9、简述反馈式正弦波振荡器的平衡条件。 振荡器从起振直到进入平衡状态, 振荡电压的振幅和频率维持在相应的平衡值上, 所需的输 入电压全部由反馈电压提供, 无须外加输入电压。 因而振荡器输出等幅持续振荡必须满足的 平衡条件是: T(ω osc )=1 这就是反馈振荡器的振幅平衡条件。 Φ T (ω osc )=2nπ (n=0,1,2,……) 这 就是反馈振荡器的相位平衡条件。 10、简述反馈式正弦波振荡器的稳定条件。 即使有不稳定因素的影响, 振幅和频率仍应稳定在原平衡值附近, 而不会产生突变或停 止振荡。因此,振荡稳定条件是: ?T (? osc) ?V i V ?0 iA 振幅稳定条件。 ? ?T (? ) ?? ?? ? ?0 osc 频率稳定条件。 11、简述由隧道二极管构成的电压控制型负阻振荡器的振幅起振、振幅稳定条件。 振幅起振条件: gn ? ge0 振幅稳定条件: ?g n ( av ) ?Vm ?0 12、简述三点式振荡电路的电路组成。 三点式振荡器交流通路中三极管的三个电极与谐振回路的三个引出端点相连接。 其中, 与发 射极相接的为两个同性质电抗,而另一个(接在集电极与基极间)为异性质电抗。 13、简述提高频率稳定度的基本措施。 减小因素的变化。 影响振荡频率的因素有温度、湿度、大气压力,电源电压、周围、机械振动以及负 载变化等,其中尤以温度的影响最严重。这些因素的变化一般是无法控制的,但可以设 法减少它们的作用在振荡器上的变化。 例如, 采用减振装置来减小作用在振荡器上的机械振 动; 将振荡器或其中的回咱元件置于恒温槽来减小温度的变化; 采用密封工艺来减小作用在 振荡器上的湿度和大气压力的变化; 采用高稳定的稳压电源来减小电源电压的变化; 采用屏 蔽罩来减小加在振荡器上周围的变化; 在振荡器与不稳定负载之间插入跟随器来减小加 在振荡器上负载的变化等。 提高振荡回路标准性 振荡回路标准性是指振荡回路在因素变化时保持固有谐振角频率不变的能力。 回路标准性越高,因素变化引起的△ω 0 就越小,频率稳定度就越高。 具体措施:1、采用高稳定的集总电感和电容器。2、减小不稳定的寄生参量及其在 L 和 C 中的比重以及采用温度补偿等(如采用负温度系数的陶瓷电容;缩短引线,牢固安装,贴片 器件;增加回路总电容,减小管子与回路之间的耦合) 。 14、简述振幅调制信号的分类。 振幅调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅信号, 载波的双边带调制信号, 载波 和一个边带的单边带调制信号、发送部分载波的残留边带调制信号。 15、无线电通讯中,单边带调制有什么优点,有什么缺点? 节省发射功率,并将已调信号频谱宽度压缩一般,节省频谱宽度。缺点是电路相对复杂,理 想带通滤波器或宽带相移网络较难实现 16、实践上为了实现理想相乘运算,可采取哪三个措施。 从器件的特性考虑,选择合适的静态工作点使器件工作在特性接方律的区段。 从电路考虑,用多个非线性器件组成平衡电路,抵消一部分无用组合频率分量;采用补偿或 负反馈技术实现接近理想的相乘运算。 从输入电压大小考虑, 输入信号的值使器件工作在线性时变状态, 可以获得优良的频谱 搬移特性。 i ? f (V Q ? v1) ? f (V Q ? v1) v2 17、 振幅调制的电路、解调电路、混频电路都属于频谱搬移电路。画出它们的结构,V1 为 输入信号, V2 为参考信号。说明对于不同频谱搬移电路而言, V1 、V2 及滤波器类型各为什 么? 振幅调制电路:输入信号 V1 为调制信号,参考信号 V2 为载波信号,滤波器为带通滤波器。 振幅检波电路:输入信号 V1 为调制信号,参考信号 V2 为同步信号,滤波器为低通滤波器。 振幅调制电路:输入信号 V1 为已调信号,参考信号 V2 为本振信号,滤波器为带通滤波器。 18、简述哨干扰声。 输入信号除了通过 p=q=1 的有用通道变换为中频信号以外, 还可通过其它的 p.q 通道变换为 接近于中频的寄生信号(±pfL ±qfC =fI ±F) 。它们都将顺利通过中频放大器。这样,收听 者就会在听到有用信号声音的同时还听到由检波器检出的差拍信号(频率为 F)所形成的哨 叫声,故称这种干扰为混频器的干扰哨声 19、简述互调失真 混频器输入端同时作用着两个干扰信号υ M1 和υ M1 时,则 i 中将包含频率由下列通式表示的 组合频率分量: fp,q,r,s =±pfL ±qfC ±rfM1 ±sfM2 。 其中除了 fL -fC =fI (p=q=1,r=s=0)的有用中 频分量外,还可能在某些特定的 r 和 s 值上存在着±fL ±rfM1 ±sfM2 = fI 的寄生中频分量, 引起混频器输出中频信号失真,通常将这种失真称为互相调制失线、简述二极管包络检波电路中的惰性失真。 为了提高检波效率和滤波效果,一般总希望选取较大的 RL 、C,但 RL 、C 取值过大,其放电 时间就会较大, 电容 C 两端电压在二极管截止期间放电速度会较慢。 如果放电速度小于 输入信号包络下降的速度时, 就会造成二极管负偏压大于输入信号的下一个正峰值, 致使二 极管在其后的若干个高频信号周期内不导通, 输出波形不随输入信号的包络而变化, 从而产 生失真。这种失真是由于电容放电惰性引起的,故称为惰性失真。 为了避免产生惰性失真,必须任何一个高频周期内,放电速度大于等于包络的下降速度。不 产生惰性失真的充要条件为: R L C? ? M max 1 ? M a max a max 2 21、简述二极管包络检波电路中的负峰切割失真。 当考虑到检波器和下级放大器连接时,一般采用阻容耦合电路,以避免 v AV 中的直流分量 影响下级放大器的静态工作点。 这样检波器的交流负载小于直流负载, 当输入调幅波电压的 M a 较大时,输出的解调电压在其负峰附近将被削平,出现所谓的负峰切割失真。 不产生负峰切割失真的条件为: Ma? Z Z L (?) (0) L ? RL ? Ri 2 M a R i2 上式表明,交直流负载电阻越接近,不产生负峰切割失真所允许的, 反之, 值就越接近 1。 M a 一定时,交直流负载电阻的差别就受到不产生负峰切割失线、简述调频电路性能要求。 要求调频特性(瞬时频率偏移随调制电压变化的特性)在特定调制电压范围内是线性的,原 点上的斜率称为调频灵敏度, 显然调频灵敏度越大, 调制信号对瞬时频率的控制能力就越强。 非线性失真系数要小: THD ? ?? f n?2 ? 2 mn ? f m1 调频电路还必须保持足够高的中心频率准确度和稳定度, 它是接收机正常接收所必需满 足的一项重要性能指标,否则,调频信号的有效频谱分量就会落到接收机通频带以外,造成 信号失真,并干扰邻近信号。 23、简述可变相移法调相电路原理。 晶体振荡 器 可控相移网络 可变相移法是将振荡器产生的载波电压通过一个可控相移网络, 如上图所示这个网络在上产 生的相移受到调制电压控制,且其间呈线性关系,即,则相移网络的输出电压便为所需的调 相波。 24、简述间接调频与直接调频性能上的主要差别。 主要差别是受到调制特性非线性的参数不同,间接调频电路为最大绝对频偏 ??m , 而 直接调频电路为最大相对频偏 ?? m ?c ,因此增大 ?c ,可以增大直接调频电路中的 ??m ,而 对间接调频电路中的 ??m 却无影响。反之,减小 ?c ,可以增大间接调频电路中的最大相对 频偏,而对直接调频电路的相对频偏却无影响。 25、根据波性变换的不同特点,鉴频器又可有哪三种实现方法。 斜率鉴频: 先将调频信号通过具有合适频率特性的线性网络, 使输出调频波的振幅按瞬时频 率的规律变化,然后通过包络检波器输出反映振幅变化的解调电压。 相位鉴频: 是先将调频信号通过具有合适频率特性的线性网络, 使输出调频波的附加相移按 瞬时频率的规律变化, 然后相位检波器将它与输入调频波的瞬时相位进行比较, 检出反映附 加相移变化的解调电压。 脉冲计数式鉴频: 是先将调频信号通过具有合适频率特性的非线性网络, 将它变换成调频等 宽脉冲序列, 该等调频宽脉冲序列含有反映瞬时频率变化的平均分量, 然后将该调频等宽脉 序列通过低通滤波器就能输出反映平均分量变化的解调电压。 也可以将该调频等宽脉冲序列 通过脉冲计数器得到反映瞬时频率变化的解调电压。 26、根据比较和调节的参量不同,反馈控制电路可分为哪三类。 自动电平控制(比较和调节的参量为电压或电流) 自动频率控制(比较和调节的参量为频率) 自动相位控制(比较和调节的参量为相位) 27、简述锁相环路的基本原理。 Φ i (t)/ω i 鉴相器 Φ o (t)/ω o 低通滤波器 压控振荡器 当ω o ≠ω i , 环路失锁, o (t)- Φ i (t)]将不断变化, [Φ 鉴相器产生的误差电压也就相应在变 化,通过低通滤波器后,加到 VCO 上,使其振荡角频率不断地被调整,直到 VCO 角频率ω o 等于输入信号频率ω i 环路锁定。环路锁定时,[Φ o (t)- Φ i (t)]保持恒值,这时鉴相器输出 恒定的误差电压,并用这个误差电压(经滤波器)控制 VCO 振荡角频率,使它稳定在等于输 入信号角频率。可见,环路未锁定前,鉴相器输出不断变化的误差电压,进行频率搜索,一 旦找到输入信号角频率,鉴相器便输出恒定误差电压,用来保持环路锁定。 28、简述锁相环路的同步带、快捕带、慢捕带并比较其大小关系。 能够维持环路锁定所允许的最大输入固有频差Δ ω i 称为相环路的同步带 由失锁很快进入锁定的过程称为快捕过程,相应地,能够锁定的最大Δ ω i 称为快捕带 当Δ ω i 较大时,环路需要经过许多个差拍周期,才会捕捉到ω i,使环路锁定。这样的过程 称为慢捕过程,相应地,能够锁定的最大Δ ω i 称为慢捕带 同步带大于慢捕带,慢捕带大于快捕带 29、简述锁相环路的慢捕捉过程。 Φ i (t)/ω i 鉴相器 Φ o (t)/ω o 低通滤波器 压控振荡器 当Δ ω i =ω i -ω r 较大时, 鉴相器输出差拍电压通过环路滤波器时将受到更大的衰减, 因此, 加到 VCO 上的控制电压很小, VCO 振荡频率ω o 在ω r 上下摆动的幅度也就更小, 使得ω o 不能 摆到ω i 上。不过既然ω o 在ω r 上下摆动,而ω i 又是恒定的,因而它们之间的差拍频率ω i ω o 亦将相应随时间摆动,当ω o 摆到大于ω r 时,ω i -ω o 减小,相应的[Φ o (t)- Φ i (t)]随时 间增长的慢;反之,当ω o 摆到小于ω r 时,ω i -ω o 增大。相应的[Φ o (t)- Φ i (t)]随时间增 长得快。因此鉴相器的输出误差电压已不再是正弦波,而变为正半周长、负半周短的不对称 波形。 该不对称波形中的直流分量和基波分量通过滤波器后又加到 VCO 上, 而众多谐波分量 则被滤波器滤除。其中,直流分量电压为正值,它使振荡角频率ω o 的平均值由ω r 上升。可 见,通过这样的反馈和控制的过程,ω o 的平均值向ω i 靠近,这个新的ω o 再与ω i 差拍,得 到的差拍角频率更低,相应的[Φ o (t)- Φ i (t)]随时间增长得更慢,因而,鉴相器输出的上 宽下窄的不对称误差电压波形的频率更低, 而且波形的不对称程度也更大, 结果是包含的直 流分量加大,ω o 的平均值进一步靠近ω i ,如此循环下去,直到ω o 能够摆动到ω i 并符合正 确的相位关系,环路便通过快捕过程进入锁定。

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